【導讀】近日，在第11屆EEVIA年度中國硬科技媒體論壇暨產業(yè)鏈研創(chuàng)趨勢展望研討會上，艾邁斯歐司朗大中華區(qū)及亞太區(qū)汽車應用技術總監(jiān)白燕恭，從智能表面的應用與挑戰(zhàn)切入，深入分享創(chuàng)新光學與傳感技術如何重塑人車交互方式，進一步為汽車內外新興應用帶來新的增長和促進。
功能日趨豐富的智能座艙功能受益于用戶感知更強，正成為汽車企業(yè)競爭差異化的主要切入口。億歐智庫預計2025年中國乘用車前裝智能座艙的市場滲透率將快速攀升至35%，市場規(guī)模也將大幅增長至1060億元。智能表面通過集成照明、傳感等電子部件，兼具裝飾性與功能性，已成為智能座艙人車交互的核心承載，也是目前最受追捧的智能座艙應用之一，更是未來汽車價值提升的關鍵點之一。
圖1：艾邁斯歐司朗大中華區(qū)及亞太區(qū)汽車應用技術總監(jiān)白燕恭分享《創(chuàng)新性光學和傳感技術如何提升未來汽車價值》
智能表面：未來汽車交互新范式
智能表面作為一項創(chuàng)新技術，最直觀的理解是以隱藏式電子按鍵取代機械式按鍵，具備三大突出優(yōu)勢：首先，傳統(tǒng)實體按鍵的成本較高，而智能表面可以實現多種按鍵，并且具備靈活自定義的功能，還可以通過OTA升級來更新按鍵設置。其次，隨著汽車內飾設計的簡潔化趨勢，隱藏式電子按鍵能夠滿足消費者對內飾設計風格統(tǒng)一的要求。最后，智能表面還有助于實現汽車的輕量化設計。尤其是對于電動汽車而言，輕量化意味著更長續(xù)航，從而減少里程焦慮。
汽車架構正從傳統(tǒng)的分布式架構，向集中式、中央式架構演進，而智能表面應用的局部集中度也隨之提高。中控作為典型的車內智能表面應用，集成了各種控制功能。比如，中控采用像素化LED，根據不同操作、配合不同應用條件，顯示不同的顏色或進行像素化控制，提供更加豐富的可視化人機交互信息。同時，中控還集成了觸控和壓力傳感檢測裝置，實現了各種按鍵、滑動條和旋鈕等多種控制功能，大大提升了用戶操作的便利性和有效性。此外，中控還具備根據環(huán)境光亮度進行背光亮度智能調節(jié)的功能。這可以避免在點亮時過于刺眼或昏暗不清，提供更加舒適自然的視覺體驗。
圖2：艾邁斯歐司朗汽車內飾-中控光學及傳感應用
白燕恭指出，智能表面應用的實現并非易事。集中式設計趨勢下，未來汽車各種功能將集中在不同的域中，智能表面應用要將傳感器、控制功能、軟件和算法等集成在一起，并確保它們之間的協調和流暢配合，可謂挑戰(zhàn)重重。以亮度調節(jié)功能為例。人們已經習慣智能手機上幾乎瞬間響應的亮度調節(jié)，因為它配備了本地光傳感器。而汽車上通常只配置一個中央亮度傳感器，需要先從不同位置向中央域請求獲取亮度數值后再進行調節(jié)，因此會存在一些延遲，無法瞬時響應。
如何解決這些智能表面應用實現中的挑戰(zhàn)？白燕恭以艾邁斯歐司朗新推出的智能RGB LED新品OSIRE? E3731i，以及自研并開源的通信協議OSP為例，通過氛圍燈應用的實例，展示了艾邁斯歐司朗以創(chuàng)新光學和傳感科技使智能表面更加智能、高效、可靠的獨特思路。
智能LED：動態(tài)照明革新之路
在車內智能表面應用中，氛圍燈可算是異軍突起，除了傳統(tǒng)的車頂內飾燈、中控臺、腳踏之外，還被應用于汽車logo、門把手、迎賓燈等多處。得益于上游光學技術的迅猛發(fā)展，氛圍燈不僅能夠調節(jié)亮度和顏色，還能通過獨特的呼吸效果和音樂律動效果等方式，成為人機情感互動的媒介。這一創(chuàng)新不僅提升了用戶的駕乘舒適感，更加強了他們對汽車品牌的認同感，受到了車企的熱烈追捧。
氛圍燈目前的應用趨勢可以總結為如下五點：
首先，LED數量不斷增加，預計幾年內將快速增長至高達1000顆，因此需要考慮如何構建系統(tǒng)性解決方案來靈活調節(jié)如此大量的LED燈。
其次，客戶對燈的亮度要求越來越高。氛圍燈的使用環(huán)境由夜晚擴展至白天強光環(huán)境下，因此設計時需要考慮不同光線環(huán)境，以便在任何時候都能夠保持最佳的照明效果。
再次，為了通過IME一次注塑成型實現智能表面，LED必須要能夠承受高溫高壓環(huán)境。
第四，對于數量大增的LED燈，顯示一致性也是一個重要問題。全車的LED燈應該顯示相同的顏色和亮度，以確保視覺效果的一致性。因此，對LED本身的一致性以及色點和亮度的校準等方面也有更高的要求。
最后，與LED屬性有關的問題也很多。不同車企和消費者對LED的色點有不同的要求，不同電流驅動、溫度和使用時間下色點和亮度的變化不同，因而需要預置色點、亮度等補償信息以進行全生命周期校準。RGB燈的混色也需要足夠的靈活性、可編程性，以確保最終混色的效果符合預期。
圖3：艾邁斯歐司朗汽車內飾-氛圍燈應用趨勢
為響應以上趨勢需求，艾邁斯歐司朗推出智能RGB LED新品OSIRE? E3731i。此款智能LED內置驅動和支持OSP的串行總線接口，將以往大量LED構成的照明系統(tǒng)需要多個MCU和驅動器加以控制的情況，簡化為僅需一條OSP總線即可通過菊花鏈串聯高達1000個節(jié)點（即1000顆LED）且只需一個MCU控制，極大地提升了系統(tǒng)的集成度和設計開發(fā)效率。
OSIRE? E3731i的出色性能不僅止于此，它還內置了溫度傳感器和片上存儲器，并在出廠時已預置所需的色點、亮度、各種條件下的補償信息等?？蛻粼谑褂脮r只需讀取相應參數，即可輕松地實現全生命周期終端校準，確保系統(tǒng)各LED呈現高度光學一致性和均勻性，也極大簡化了以往繁瑣的使用、校準過程。
白燕恭表示，基于艾邁斯歐司朗的OSIRE? E3731i，車內氛圍燈的應用將更加便捷、高效，滿足消費者對駕乘體驗不斷提升的需求，同時也為汽車動態(tài)照明領域的技術創(chuàng)新樹立了新的典范。
OSP生態(tài)：不止于眼前的智能表面
在智能表面應用中，除了照明之外，傳感器的集成也是一大挑戰(zhàn)。借鑒了OSP總線的實現經驗，艾邁斯歐司朗在現有基礎上開發(fā)了一款OSP轉換器，考慮到車內大部分傳感器采用I2C接口，可通過此OSP轉換器，將I2C協議數據直接轉換為OSP協議，從而使傳感器需求能夠靈活地集成到智能表面系統(tǒng)中。
這種集成方式在實際應用中展現出顯著的優(yōu)勢。白燕恭以一款含有300顆燈珠的燈板設計為例進一步介紹到，OEM要求根據環(huán)境光亮度調節(jié)燈板亮度，傳統(tǒng)做法是在燈板外側設置MCU，或者通過中央域控請求亮度信息，或者將光傳感器接入到MCU上。而借助于艾邁斯歐司朗開源的OSP總線和OSP轉換器，設計工程師可輕松將OSP總線上的任意燈珠節(jié)點替換為OSP轉換器，并將傳感器通過OSP轉換器接入系統(tǒng)。這使得系統(tǒng)設計可以更加靈活地滿足OEM設計需求的多樣化。
圖4：艾邁斯歐司朗開源OSP生態(tài)
可以說，基于OSP總線，系統(tǒng)集成將變得更加高效和簡潔。通過統(tǒng)一的接口和協議，不同的設備和功能被完美地集成到一個系統(tǒng)中，大大簡化了系統(tǒng)的設計和開發(fā)過程。同時，它提高了系統(tǒng)的可擴展性，使得設備的增減變得靈活自如。此外，開源的OSP總線提升了系統(tǒng)的性能，實現了設備間的高速通信和協同工作。
艾邁斯歐司朗以創(chuàng)新性光學和傳感技術為核心，推出了智能RGB LED、OSP總線和OSP轉換器，為智能表面應用帶來了更為便捷、靈活的集成方案。這一創(chuàng)新不僅彰顯了艾邁斯歐司朗在照明和傳感領域的領先地位，更將通過OSP概念和生態(tài)的發(fā)展，革新未來汽車價值提升點。
白燕恭總結到，照明和傳感的結合，將為汽車帶來更加智能化、人性化的交互體驗，提升汽車的科技感、舒適性和安全性，為未來汽車市場注入新的活力。
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